DE69930438T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Authentifizierung der Datenverwaltung in einer klinischen Analysenvorrichtung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Authentifizierung der Datenverwaltung in einer klinischen Analysenvorrichtung Download PDFInfo
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Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues und verbessertes Verfahren sowie die Apparatur zur Authentifizierung bzw. Beglaubigung der Datenverwaltung in einer Vorrichtung für klinische Analysen.
- Beschreibung des Standes der Technik
- Die quantitative Bestimmung von Analyten in Körperflüssigkeiten ist von großer Bedeutung zur Diagnose und Behandlung bestimmter physiologischer Abnormitäten. Beispielsweise sollten Lactat, Cholesterin und Bilirubin bei bestimmten Personen überwacht und festgehalten werden. Insbesondere ist die Bestimmung von Glucose in Körperflüssigkeiten von großer Bedeutung bei Diabetikern, die häufig den Glucose-Spiegel in ihren Körperflüssigkeiten als Mittel zur Steuerung der Glucose-Ein/Aufnahme in ihrer Diät bzw. Nahrung überprüfen müssen. Während der überwiegende Teil der vorliegenden Beschreibung auf die Bestimmung von Glucose gerichtet ist, sollte es klar und selbstverständlich sein, dass die Verfahrensweise und apparative Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung auch bei anderen Diagnosesystemen zur Anwendung gelangen können.
- Diagnosesysteme, wie Blutglucose-Systeme, schließen einen Biosensor zur Berechnung des tatsächliche Glucose-Werts auf der Grundlage eines gemessenen Ausgabewerts (entweder als Stromstärke oder Farbe) und der bekannten Reaktivität des Reagenserfassungselements zur Durchführung des Tests ein. Die Testergebnisse werden in typischer Weise dem Anwender angezeigt und in einem Speicher im Blutglucose-Monitor gespeichert. Es ist erwünscht, periodisch die mehrfach gespeicherten Werte aus dem Blutglucose-Monitor auf einen separaten Computer zu übertragen, um beispielsweise die entsprechenden Auswertungen von einem Arzt durchführen zu lassen und dadurch für den Anwender des Blutglucose-Monitors nutzbar zu machen.
- Ein bekanntes Kommunikationsprotokoll für einen derartigen Datentransfer ist der ASTM Standard E1381-91, "Specification for Low-Level Protocol to Transfer Messages Between Clinical Laboratory Meters and Computer Systems" und der ASTM Standard E1394-91, "Standard Specifications for Transferring Information Between Clinical Meters and Computer Systems". ASTM Standard E1381-91 definiert das Niedrig-Niveau-Datentransferprotokoll und ASTM Standard E1394-91 definiert das Datenformat.
- Mehrere im Handel erhältliche klinische Analysengeräte stehen den Patienten zur Verfügung. Wegen der Unterschiede unter den verschiedenen handelsüblichen klinischen Analysengeräten besteht ein Bedarf für ein Verfahren und eine Apparatur zur Datenverwaltungsauthentifizierung in einem klinischen Analysengerät, um die Beweiskraft der Datenübertragungen zu ermitteln und den besonderen Typ eines klinischen Analysengeräts zu identifizieren. Falls andererseits ein Patient zu einem anderen Typ von klinischem Analysengerät wechselt, würde dann die Auswertung der Analysen durch den Arzt des Patienten aus den Datentransfers aus dem anderen klinischen Analysengerät wahrscheinlich fehlerhafte Ergebnisse liefern.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Wichtige Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind es, ein neues und verbessertes Verfahren und die entsprechende apparative Ausgestaltung zur Authentifizierung bzw. Beglaubigung der Datenverwaltung in einer Vorrichtung für klinische Analysen anzugeben und bereitzustellen, wobei die Notwendigkeit für Eingriffe durch den Anwender beseitigt oder minimiert und einige der Nachteile von Vorrichtungen des Standes der Technik überwunden werden.
- Kurz gesagt, werden ein Verfahren und die apparative Ausgestaltung zur Authentifizierung und Beglaubigung der Datenverwaltung in einer Vorrichtung gemäß den beigefügten Ansprüchen für klinische Analysen angegeben und bereitgestellt.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die vorliegende Erfindung wird zusammen mit den obigen und weiteren Aufgaben und Vorteilen am besten aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung verstanden, die in den Zeichnungen wie folgt dargestellt sind:
-
1 ist eine vergrößerte Perspektivansicht einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für klinische Analysen, dargestellt in einer Offen-Position; -
2 ist eine vergrößerte Perspektivansicht der Vorrichtung von1 für klinische Analysen, dargestellt in einer Geschlossen-Position; -
3 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Schaltkreises für die in1 dargestellte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für klinische Analysen, -
4 ist ein Fließdiagramm, worin beispielhaft aufeinander folgende Stufen eines Beglaubigungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zur Datenverwaltung in der Vorrichtung von1 für klinische Analysen dargestellt ist; und -
5 ist ein Diagramm, worin ein Mitteilungsformat als Beispiel dargestellt ist, das gemäß der vorliegenden Erfindung ein Authentifizierungs/Beglaubigungspasswort für die Vorrichtung von1 für klinische Analysen einschließt. - Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen
- Was nun die Zeichnungen betrifft, ist in
1 und2 eine Vorrichtung für klinische Analysen dargestellt, die als Ganzes mit der Bezugsziffer10 bezeichnet und gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist. Die Vorrichtung10 schließt eine Umfassung12 vom Klammer-Schale-Typ ein, die aus einem Basisteilstück und einem Abdeckteilstück16 gebildet ist. Die Basis- und Abdeckteilstücke14 und16 werden schwenkbar an einem ersten Ende18 zusammengehalten und von einem Klinkenelement20 an einem zweiten, gegenüber liegenden Ende22 gemeinsam festgehalten. Eine Anzeige24 , wie eine Flüssigkristall-Anzeige (LCD), wird vom Abdeckteilstück16 gehalten. Zum An- und Ausschalten der Vorrichtung10 für die klinischen Analysen wird ein von Hand bewegbares Gleitstück28 , das auf dem Abdeckteilstück16 montiert ist, zwischen einer in1 dargestellten offenen Position und einer in2 dargestellten geschlossenen Position bewegt. - In der geschlossenen oder AUS-Position von
2 bedeckt das Gleitstück28 die Anzeige24 . Ein vom Gleitstück28 gehaltenes Daumen-Greifstück30 ist zur manuellen Betätigung durch den Anwender der Vorrichtung10 angeordnet, um die AN- und AUS-Positionen auszuwählen. Das Daumen-Greifstück30 ist auch von links nach rechts in der AUS-Position des Gleitstücks28 zur Auswahl eines System-Testbetriebsmodus bewegbar. Bewegt der Anwender das Gleitstück28 zur AN-Position von1 , ist die Anzeige unbedeckt, und ein Sensor32 wird freigegeben. Der Sensor32 erstreckt sich durch einen Schlitz34 und wird außerhalb der Umfassung12 für den Anwender in Position gebracht, um einen Bluttropfen aufzubringen. Ein rechter Knopf42 und ein linker Knopf oder Schalter44 (oder Schalter A und B) werden von der Umfassung12 zur Betätigung durch den Anwender gehalten, um. vordefinierte Betriebsarten für die Vorrichtung10 auszuwählen, wie z.B. Blutglucose-Messungen festzulegen, zurückzurufen und zu löschen und Datum, Zeit und Optionen festzuhalten. - Auch ist in
3 eine Blockdiagrammdarstellung eines Schaltkreises der Vorrichtung für klinische Analysen gezeigt, der als Ganzes mit der Bezugsziffer50 bezeichnet und gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist. Der Schaltkreis50 für die Analysenvorrichtung schließt einen Mikroprozessor52 zusammen mit einem angeschlossenen Speicher54 zur Aufbewahrung und Speicherung von Programm- und Anwenderdaten ein. Die Anzeige24 wird operativ vom Mikroprozessor52 gesteuert. Eine Messfunktion56 , gekoppelt an den Sensor32 , wird operativ vom Mikroprozessor52 zur Angabe von Blutglucose-Testwerten gesteuert. Eine Batterie-Monitorfunktion58 ist an den Mikroprozessor52 zum Nachweis einer toten Batterie-(nicht dargestellten)-Bedingung gekoppelt. Eine Alarmfunktion60 ist an den Mikroprozessor52 zum Nachweis vordefinierter Systembedingungen und zur Erzeugung von Alarmanzeigen für den Anwender der Vorrichtung10 gekoppelt. Ein Datenport oder Kommunikationsadapter62 koppeln Daten an ein und aus einem angeschlossenen Computersystem64 über einen Kommunikationslink66 . Eine AN/AUS-Eingabe an einer Linie28A , die auf die AN/AUS-Betätigung des Gleitstücks28 durch den Anwender reagiert, wird an den Mikroprozessor52 zur Durchführung des Bluttest-Abfolgemodus der Vorrichtung10 für die klinischen Analysen gekoppelt. Der Mikroprozessor52 enthält eine geeignete Programmierung zur Durchführung der Verfahrensabläufe der Erfindung, wie in4 und5 dargestellt. - Gemäß der Erfindung wird ein ganz allgemein in
5 mit504 beziffertes Authentifizierungspasswort mit der jeweiligen Datenübertragung oder Mitteilung, die ganz allgemein mit500 beziffert sind, durch die Vorrichtung10 für die klinischen Analysen verbunden. Das Authentifizierungspasswort504 wird vom angeschlossenen Computersystem64 gelesen, um den Beweis und die Gültigkeit der Datenübertragung festzustellen. Das Authentifizierungspasswort504 wird durch die Vorrichtung10 unter Verwertung der vorbestimmten Information in der jeweiligen Datenübertragung erzeugt. - Bezüglich
4 , sind beispielhafte Stufen zur Passwort-Computerverarbeitung in der Erfindung, beginnend am Block400 , dargestellt. Zuerst wird eine 14-Tage-Durchschnittsglucose vom Computer berechnet und als AVG gespeichert, wie angezeigt am Block402 . Die Anzahl von Minuten seit Mitternacht (h × 60 + min) wird berechnet und als MINUTEN gespeichert, wie angezeigt am Block404 . Die Anzahl der Tage seit einem vorbestimmten Datum, wie seit 31. Dezember 1989, bis zum geltenden Datum wird ausgerechnet (volle Jahre × 365 + Schaltjahre × 1 + Anzahl der im laufenden Jahr vergangenen Tage) und als TAGE gespeichert, wie angezeigt am Block406 . Eine 8-Bit-Random-Zahl (beliebige Zahl) wird erzeugt und als RND gespeichert, wie angezeigt am Block408 . Dann wird das Passwort vom Computer berechnet, Passwort = RDN × 256 + ((AVG + MINUTEN + TAGE) MODULO-256), wie angezeigt am Block410 . Dies beendet die Ablaufstufen, wie angezeigt am Block412 . - In
5 ist ein beispielhaftes Mitteilungsformat, das ganz allgemein mit500 beziffert ist, dargestellt, welches gemäß der Erfindung für den jeweiligen Datentransfer aus der Vorrichtung10 zum angeschlossenen Computersystem64 angewandt wird. Jeder Datentransfer oder jede Mitteilung500 schließen einen Sammler/Verteiler502 für die Mitteilungen ein, welcher ein vordefiniertes Feld einschließt, das das Authentifizierungspasswort504 enthält. Ein weiteres vordefiniertes Feld im Sammler/Verteiler502 für die Mitteilungen enthält den laufenden Datumsstempel506 für die Mitteilung500 . Jeder Datentransfer oder jede Mitteilung500 schließen eine Vielzahl von Datenangaben508 ein. In5 sind 5 Beispiele von Datenangaben508 gezeigt und mit R1, R2, R3, R4 und R5 etikettiert. Ein Authentifizierungspasswort504 von –18572 ist mit dem Datumsstempel506 vom 16. Juni 1997, Zeit 13.07 Uhr oder 1:07 PM, angegeben. Die 14 Tage-Durchschnittsglucose ist mit 189 in der Angabe R1 angegeben, die den Universaltest ID als "GlucoseA" einschließt. - Der ASTM E1394-91-Standard definiert eine Sammler/Verteiler-Angabe, die vorteilhaft für den Sammler/Verteiler
502 der Mitteilungen angewandt wird. Das Authentifizierungspasswort504 ist in einem Feld innerhalb der Sammler/Verteiler-Angabe enthalten, welches als ein "Zugangspasswort"-Feld durch den ASTM E1394-91 Standard definiert ist. Die Vorrichtung10 für die klinischen Analysen überträgt das Authentifizierungspasswort504 als signierte ganze Zahl, als einen 16-Bit-Wert. Die signierte ganze Zahl wird tatsächlich als Sequenz von ASCII (American National Standard for Information Interchange)-Buchstaben übertragen, die die ganze Zahl darstellen. Der Bereich für das Authentifizierungspasswort504 reicht von "–32767" bis "32768". - Die 8 signifikantesten Bits des Authentifizierungspassworts
504 sind eine 8-Bit-Random-Zahl (beliebige Zahl), die beliebig von Übertragung zu Übertragung der Mitteilungen500 abgeändert werden muss. Die 8 am wenigsten signifikanten Bits des Authentifizierungspassworts504 beziehen sich auf das Datum und den Zeitpunkt der Mitteilung, die im Zeitstempel-Feld506 der Sammler/Verteiler-Angabe502 enthalten ist, und auf die 14-Tage-Durchschnittsglucose, die in einer Ergebnisangabe508 enthalten ist, wenn der Universaltest ID "GlucoseA" ist, wie gezeigt in der Datenangabe R1 in5 . Der vom Computer verarbeitete Teil des Passworts wird durch Addieren der Anzahl von Minuten seit Mitternacht zur Anzahl der Tage seit 31. Dezember 1989, plus der 14-Tage-Durchschnittsglucose (in mg/dL), berechnet. Nur die 8 am wenigsten signifikanten Bits der Computerberechnung werden beibehalten. Liefert die Vorrichtung10 für die klinischen Analysen Glucose-Werte in mmol/L, dann wird der 14-Tage-Durchschnittswert zuerst in mg/dL (durch Multiplizieren mit 18 und Abrunden auf eine ganze Zahl) vor der Addition zur Passwortberechnung umgerechnet. - Der 8-Bit-Random-Teil (signifikantestes Byte) wird mit dem 8-Bit-berechneten Teil (am wenigsten signifikanten Byte) verkettet, was einen 16-Bit-Wert für das Authentifizierungspasswort
504 ergibt. Das Authentifizierungspasswort504 wird als eine 16-Bit-signierte ganze Zahl im Wertebereich von –32767 bis 32768 interpretiert. Es wird als Abfolge von ASCII-Buchstaben übertragen, die die ganze Zahl darstellen, - Empfängt das Computersystem
64 die Übertragung aus der Vorrichtung10 für die klinischen Analysen, rechnet es die ASCII-Buchstaben im Passwort-Feld in eine ganze Zahl um. Die 8 signifikantesten Bits werden nicht zur Kenntnis genommen, die 8 am wenigsten signifikanten Bits werden gegen die Berechnung des Authentifizierungspassworts504 verifiziert, wie oben detailliert dargelegt. Beispielsweise wird das Authentifizierungspasswort504 von –18572 mit einem berechneten Wert vom Computersystem64 verglichen. Das Computersystem64 wendet die gleiche Gleichung, dargestellt in Block410 in4 , zur Berechnung des Authentifizierungspassworts504 wie die von der Vorrichtung10 angewandte Gleichung an. Der TAGE-Wert der Anzahl der Tage seit 31. Dezember 1989 bis zum Datum des Stempeldatums vom 16. Juni 1997 wird mit (7 vollen Jahren × 365 + 2 Schaltjahre × 1 Tag/Schaltjahr + Anzahl der im laufenden Jahr vergangenen Tage (31 + 28 + 31 + 30 + 31 + 16)) berechnet, was 2724 ergibt. Die Berechnung der Tageszeit (Minuten seit Mitternacht) ergibt ((13 h × 60 min/h) + 7 min), was 787 ergibt. Die Berechnung wird wie folgt (2724 + 787 + 189) verifiziert, was 3700 oder OE74 insgesamt in Hexadezimalen ergibt, wobei die am wenigsten signifikanten 8-Bits in Hexadezimalen oder 74 in Hexadezimalen beibehalten bleiben, was116 als Dezimale ergibt. Das Zugangspasswort ist –18572 in Dezimalen oder B774 in Hexadezimalen. Werden nur die am wenigsten signifikanten Bits des Ergebnisses beibehalten, bleiben74 in Hexadezimalen übrig, was die als116 Dezimale ergibt. Somit stimmt das Authentifizierungspasswort504 zur Bestätigung der Gültigkeit mit dem berechneten Wert für die Beispiel-Datentransfermittelung500 von5 überein. Nur bei Übereinstimmung des Authentifizierungspassworts504 mit dem berechneten Wert ist die Vorrichtung10 für die klinischen Analysen als gültiges Messgerät identifiziert. - Während die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die Details der in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben worden ist, sollen diese Details aber den Umfang der in den beigefügten Ansprüchen beanspruchten Erfindung nicht einschränken.
Claims (9)
- Vorrichtung (
10 ) für klinische Analysen mit Beweismitteln für Datenübertragungen, umfassend: Sensormittel (32 ) zum Empfang einer Anwenderprobe; Prozessormittel (52 ) zur Durchführung einer vordefinierten Testabfolge zur Messung eines vordefinierten Parameterwertes; Speichermittel (54 ), gekoppelt an genannte Prozessormittel (52 ), zur Speicherung der genannten vordefinierten Parameterdatenwerte; Kommunikationsmittel (62 ), gekoppelt an genannte Prozessormittel (52 ), zum Transfer von Daten auf ein Computersystem (64 ), worin die genannten Kommunikationsmittel (62 ) und/oder die genannten Prozessormittel (52 ) so angepasst und ausgestaltet sind, dass ein jeweils genannter Datentransfer (500 ) ein Authentifizierungspasswort (504 ) und die genannten vordefinierten Parameterdatenwerte einschließt, und das genannte Prozessormittel (52 ) ferner angepasst und ausgestaltet ist, um automatisch das genannte Authentifizierungspasswort (504 ) unter Verwertung einer exklusiv vorbestimmten Information (402 ,404 ,406 ,408 ) im jeweiligen Datentransfer (500 ) zu erzeugen, und das genannte Prozessormittel (52 ) ferner angepasst und ausgestaltet ist, um automatisch die genannte vorbestimmte Information zu erzeugen, und worin das genannte Prozessormittel (52 ) ferner angepasst und ausgestaltet ist, um automatisch das genannte Authentifizierungspasswort (504 ) so zu erzeugen, dass das genannte Authentifizierungspasswort (504 ) im genannten Computersystem (64 ) angewandt werden kann, um die genannte Vorrichtung (10 ) für die klinischen Analysen bezüglich deren Gültigkeit zu identifizieren, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Prozessormittel (52 ) angepasst und ausgestaltet ist, um das genannte Authentifizierungspasswort (504 ) als signierte Zahl eines 16-Bit-Wertes zu erzeugen, wobei die 8 am wenigsten signifikanten Bits des genannten 16-Bit-Wertes auf eine vorbestimmte Information (402 ,404 ,406 ,408 ) bezogen werden, und zwar so, dass die 8 signifikantesten Bits des genannten 16-Bit-Wertes vom Computersystem nicht zur Kenntnis genommen werden, das die Daten empfängt, die übertragen werden, wenn die Gültigkeit des Datentransfers überprüft wird. - Vorrichtung (
10 ) gemäß Anspruch 1, worin die genannte vorbestimmte Information in jedem Datentransfer (500 ) Zeitwerte (404 ,406 ) einschließt. - Vorrichtung (
10 ) gemäß Anspruch 2, worin die genannten Zeitwerte (404 ,406 ) einen laufenden Datumswert (406 ) und einen laufenden Wert (404 ) der Tageszeit für den genannten Datentransfer (500 ) einschließen. - Vorrichtung (
10 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die genannte vorbestimmte Information in jedem Datentransfer (500 ) einen 14-Tage-Durchschnittsglucosewert (402 ) einschließt. - Vorrichtung (
10 ) gemäß Anspruch 1, worin jeder genannte Datentransfer (500 ) das genannte Authentifizierungspasswort (504 ) in einem Sammler/Verteiler (502 ) für Mitteilungen einschließt und die genannten vordefinierten Parameterdatenwerte in eine Vielzahl von Ergebnisangaben (508 ) eingeschlossen werden, wobei die genannten Ergebnisangaben (508 ) auf den genannten Sammler/Verteiler (502 ) der Mitteilungen folgen. - Vorrichtung (
10 ) gemäß Anspruch 5, worin der genannte Sammler/Verteiler (502 ) der Mitteilungen einen laufenden Zeitpunktsstempelwert (506 ) für den genannten Datentransfer (500 ) einschließt. - Vorrichtung (
10 ) gemäß Anspruch 5 oder 6, worin eine der genannten vielen Ergebnisangaben (508 ) einen 14-Tage-Durchschnittsglucosewert (402) einschließt. - Vorrichtung (
10 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das genannte vom genannten Prozessormittel (52 ) erzeugte Authentifizierungspasswort (504 ) vom genannten Computersystem (64 ) unter Verwertung des genannten laufenden Zeitpunktsstempelwertes (506 ) und des genannten 14-Tage-Durchschnittsglucosewertes (402 ) abgelesen und mit einem berechneten Wert verglichen wird. - Verfahren zur Gültigkeitsüberprüfung einer jeweiligen Datenübertragung, die einen jeweiligen Datentransfer (
500 ) aus einer Vorrichtung (10 ) für klinische Analysen auf ein Computersystem (64 ) einschließt, wobei das Verfahren die Stufen umfasst: Bereitstellen der Vorrichtung (10 ) für die klinischen Analysen mit einem Sensor (32 ) zur Aufnahme einer Anwenderprobe und mit einem Prozessor (52 ) zur Durchführung einer vorbestimmten Testabfolge zur Messung eines vordefinierten Parameterwertes, wobei die genannten vordefinierten Parameterwerte gespeichert und die gespeicherten Daten auf das Computersystem (64 ) übertragen werden, der jeweilige genannte Datentransfer die Stufe zur Berechnung eines Authentifizierungspassworts (504 ) und zur Übertragung des genannten Authentifizierungspassworts (504 ) und der genannten vordefinierten Parameterdatenwerte einschließt, das genannte Authentifizierungspasswort (504 ) vom genannten Computersystem (64 ) angewandt wird, um den jeweiligen genannten Datentransfer (500 ) bezüglich seiner Gültigkeit zu bestätigen, worin das genannte Authentifizierungspasswort (504 ) automatisch vom genannten Prozessormittel (52 ) unter Verwertung einer exklusiv vorbestimmten Information (402 ,404 ,406 ,408 ) im jeweiligen Datentransfer (500 ) erzeugt wird, und wobei die genannte vorbestimmte Information automatisch vom genannten Prozessormittel (52 ) erzeugt wird und dadurch gekennzeichnet ist, dass das genannte Authentifizierungspasswort eine signierte ganze Zahl eines 16-Bit-Wertes ist, wobei die 8 am wenigsten signifikanten Bits des genannten 16-Bit-Wertes auf die vorbestimmte Information (402 ,404 ,406 ) bezogen sind und die 8 signifikantesten Bits des genannten 16-Bit-Wertes vom Computersystem nicht zur Kenntnis genommen wird, das die Daten aufnimmt, die übertragen werden, wenn die Gültigkeit des Datentransfers überprüft wird.
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